SU1758812A1

SU1758812A1 - Параллельный инвертор тока

Info

Publication number: SU1758812A1
Application number: SU894750691A
Authority: SU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин; Сослан Владимирович Дзлиев; Валентина Николаевна Силкина; Юрий Павлович Качан; Александр Сергеевич Васильев; Вадим Владиславович Моргун; Владимир Викторович Надот
Original assignee: Silkin Evgenij M; Dzliev Soslan V; Silkina Valentina N; Kachan Yurij P; Vasilev Aleksandr S; Morgun Vadim V; Nadot Vladimir V
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани дл электротехнологических установок. Целью изобретени вл етс повышение КПД Устр-во содержит подключенный к входным выводам через магнитосв занные дроссели 1 и 2 фильтра однофазный мост на четырех тиристорах (Т) 3-6 с коммутирующим конденсатором 7 в диагонали переменного тока, шунтирующим нагрузку 8, и дросселем 9 Параллельно мосту подключены встречный диод 10 и последовательна цепь (ПЦ) из конденсатора 11 и вспомогательного Т 12. В цепи из датчика 13 напр жени , компаратора 14 и формировател 15 импульсов выход последнего подключен к Т 12. Третий конденсатор 16 подключен одной обкладкой к положительному входному выводу, а другой - к отрицательному через дроссель 2. Первична обмотка 18 трансформатора подключена параллельно конденсатору 16. Вторична обмотка 19 шунтирует Т 12 1 ил. СО С

Description

10

(Л

со

00

т-Л

Ю

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани дл электротехнологических установок.

Известен параллельный инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через магнитосв занные дроссели фильтра однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, шунтирующим выходные выводы, и четырьм RC-цепочками, шунтирующими тиристоры моста.

Недостатком параллельного инвертора тока вл етс низкий КПД, что объ сн етс высоким уровнем обратного напр жени на тиристорах, увеличивающим потери выключени , высокой скоростью нарастани и спада тока тиристоров, потер ми в резисторах RC-цепочек.

Известен параллельный инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через первый и второй магнитосв занные дроссели фильтра однофазный тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, шунтирующим выходные выводы.

Недостатком параллельного инвертора тока вл етс низкий КПД, что объ сн етс высоким уровнем обратного напр жени на тиристорах, высокими коммутационными потер ми из-за большой скорости нарастани и спада тока тиристоров и колебательных процессов перезар да емкостей тиристоров при коммутаци х, ухудшенным гармоническим составом выходного тока. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс параллельный инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам через первый и второй магнитосв занные дроссели фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дроссел и коммутирующего конденсатора , шунтирующего выходные выводы, в диагонали переменного тока, зашунтиро- ванный встречным диодом.

Недостатком вл етс низкий КПД, что объ сн етс высокими коммутационными потер ми в тиристорах из-за большой скорости нарастани пр мого напр жени , ко- лебательных процессов перезар да емкостей переходов тиристоров.

Цель изобретени - повышение КПД параллельного инвертора тока.

Указанна цель достигаетс тем, что в параллельном инверторе тока, содержащем подключенный к входным выводам через первый и второй магнитосв занные дроссели фильтра однофазный тиристорный мост с последовательной цепью из коммутирующего дроссел и коммутирующего конденсатора , шунтирующего выходные выводы, в диагонали переменного тока, зашунтиро- ванный встречным диодом, мост зашунтирован последовательной цепью из второго конденсатора и вспомогательного тиристора , подключенного катодом к катодной группе моста, инвертор снабжен второй последовательной цепью из датчика напр 0 жени моста, коммутатора и формировател импульсов, выход которого соединен с управл ющим электродом вспомогательного тиристора, третьим конденсатором, подключенным одной обкладкой к положитель5 ному входному выводу, а другой к отрицательному входному выводу через второй дроссель фильтра, зашунтировэн- ным третьей последовательной цепью из второго диода и первичной обмотки транс0 форматора, вторична обмотка которого шунтирует вспомогательный тиристор.

Докажем существенность отличительных признаков за вл емого параллельного инвертора тока. Существенным отличием

5 за вл емого инвертора тока вл етс высокий КПД, что обеспечиваетс низким уровнем коммутационных потерь, отсутствием колебательных процессов перезар да емкостей приборов при коммутаци х, рекупера0 ции энергии коммутации в источник питани . Повышенный КПД вл етс новым качеством параллельного инвертора тока.

На чертеже приведена принципиальна схема параллельного инвертора тока.

5Инвертор тока содержит подключенный

к входным выводам через первый 1 и второй 2 магнитосв занные дроссели фильтра однофазный мост на четырех тиристорах 3-6 с коммутирующим конденсатором 7 в диаго0 пали переменного тока, шунтирующим выходные выводы 8, коммутирующим дросселем 9, включенным последовательно с коммутирующим конденсатором, встречный диод 10 и последовательную цепь из

5 второго конденсатора 11 и вспомогательного тиристора 12, шунтирующие мост, вторую последовательную цепь из датчика напр жени моста 13, компаратора 14 и формировател импульсов 15, выход которого

0 соединен с управл ющим электродом вспомогательного тиристора, третий конденсатор 16, подключенный одной обкладкой к положительному входному выводу, а другой к отрицательному входному выводу, через

5 второй дроссель фильтра, зашунтирован- ный третьей последовательной цепью из второго диода 17 и первичной обмотки 18 трансформатора. Вторична обмотка 19 трансформатора шунтирует вспомогательный тиристор.

Параллельный инвертор тока работает следующим образом.

Импульсы управлени на тиристоры диагоналей 3, б и 4, 5 поступают поочередно с частотой, равной выходной частоте инвертора тока. Индуктивность дросселей фильтра 1 и 2 выбрана достаточно большой дл сглаживани входного тока интервалов, соответствующих различным сочетани м включенного и выключенного состо ни тиристоров моста 3-6 и встречного диода 10. При этом процессы в каждом полупериоде выходной частоты повтор ютс . При отпирании тиристоров 3-6 (первый интервал) начинаетс колебательный перезар д коммутирующего конденсатора 7 по контурам: 7-5-3-9-7 и 7-6-4-9-7. При этом ток тиристоров 3, 6 колебательно нарастает, а ток тиристоров 4, 5 колебательно спадает. Диод 10 на этом интервале заперт. В момент равенства нулю тока тиристоров 4, 5 они выключаютс . При этом пол рность напр жени на коммутирующем конденсаторе 7 еще не изменилась и происходит включение встречного диода 10 (второй интервал ). Коммутирующий конденсатор 7 далее перезар жаетс колебательно по цепи: 7-6-10-3-9-7 и сглаженным током от источника питани через дроссели фильтра 1, 2 по цепи: 7-6-2- - - + -1-3-9-7 до момента выключени встречного диода 10. В интервале проводимости встречного диода 10 к выключившимс тиристорам 4, 5 прикладываетс небольшое отрицательное напр жение (4-5 В), равное падению напр жени на тиристорах 3, 6 соответственно и диоде 10,и они восстанавливают-свои запирающие свойства. С момента выключени диода

10(третий интервал) и тиристорам 4, 5 скачком прикладываетс пр мое напр жение. Это напр жение измер етс датчиком напр жени 13 и сравниваетс с нулевым на- пр жением в компараторе 14. При превышении напр жени ем с выхода датчика 13 порога срабатывани компаратора 14 происходит смена пол рности напр жени на его выходе. Фронт напр жени на выходе компаратора 14 вызывает формирование импульса на выходе формировател 15 и отпирание вспомогательного тиристора 12. При отпирании тиристора 12 конденсатор

11через него и тиристоры 3, 6 оказываетс подключенным параллельно тиристорам 4,5. В результате зао да конденсатора 11 пр мое напр жение к тиристорам 4, 5 прикладываетс с ограниченной скоростью du/dt - одновременно параметры конденсатора 11 выбираютс таким образом, чтобы зар д емкости перехода встречного диода 10 после выключени носил апериодический характер и отсутствовал колебательный процесс, повышающий коммутационные потери. С момента выключени встречного диода 10 коммутирующий конденсатор 7 продолжает перезар жатьс от источника питани по цепи: 7-6-2- - - + - 1-3-9-7. Процесс перезар да продолжаетс до момента включени тиристоров 4, 5. После включени тиристоров 4, 5 процессы

0 в инверторе протекают аналогично описанным . При включении тиристоров 4, 5 конденсатор 11 начинает разр жатьс по цеп м:11-3-4-19-11 и 11-5-6-19-11. Разр д конденсатора 11 происходит колеба5 тельно. При смене пол рности напр жени на вторичной обмотке 19, после прохождени максимума тока, измен етс пол рность напр жени на первичной обмотке 18 трансформатора. Как только напр жение на

0 обмотке 18 превысит напр жение на конденсаторе 16 отпираетс диод 17. Часть энергии, накопленной в электрическом поле конденсатора 11 на предыдущих интервалах работы, возвращаетс в конденсатор 16

5 и далее потребл етс в процессе работы инвертора тока. Диод 17 закрываетс после полного возврата энергии, накопленной в магнитном поле обмоток трансформатора 18, 19. Разр д конденсатора 7 через нагруз0 ку 8 происходит во всех интервалах работы инвертора тока. Ток диодэ 10 на втором интервале складываетс с входным током, в результате повышаетс уровень первой гармоники в выходном токе инвертора.

5По сравнению с прототипом КПД за вл емого параллельного инвертора тока повышаетс на 7-8% за счет снижени коммутационных потерь в полупроводниковых элементах, отсутстви колебательных

0 процессов перезар да емкостей приборов и рекуперации энергии коммутационных перенапр жений .

По указанным причинам также повышаетс надежность работы параллельного ин5 вертора тока, снижаютс его стоимость и весогабаритные показатели, повышаетс верхний уровень выходной частоты. По сравнению с прототипом в предлагаемом инверторе могут быть использованы тири0 сторы на более низкие классы напр жени и du/df.

Claims

Формула изобретени Параллельный инвертор тока, содержащий подключенный к входным выводам че5 рез первый и второй магнитосв занные дроссели фильтра однофазный тиристор- ный мост с последовательной цепью из коммутирующего дроссел и коммутирующего конденсатора, шунтирующего выходные выводы , вдиагонали переменного тока, зашунтированный встречным диодом, о т л и ч а га- ид и и с тем, что, с целью повышени КПД, мост зашунтирован введенной последовательной цепью из второго конденсатора и вспомогательного тиристора, подключенного катодом к катодной группе моста, инвертор снабжен второй последовательной цепью из датчика напр жени моста, компаратора и формировател импульсов, выход которого соединен с управл ющим электро

дом вспомогательного тиристора, третьим конденсатором, подключенным одной обкладкой к положительному входному выводу , а другой - к отрицательному входному выводу через второй дроссель фильтра, за- шунтированным третьей последовательностью цепью из второго диода и первичной обмотки трансформатора, вторична обмотка которого шунтирует вспомогательный тиристор .